許啟慧，苗峻峰，劉月琨，黃利萍，高佳琦

（1.南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，南京江蘇 210044；2.天津市氣象局，天津 300074；3.安徽省亳州市氣象局，亳州安徽 236806）

1 引言

海陸風(fēng)環(huán)流是沿海地區(qū)一種重要的中尺度天氣系統(tǒng)，它的發(fā)生、發(fā)展直接影響著沿海地區(qū)溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的分布，并引起低層大氣層結(jié)狀況的變化，與沿海地區(qū)的空氣污染及積云對(duì)流系統(tǒng)有著密切的關(guān)系，是決定沿海地區(qū)氣候變化的關(guān)鍵性因素[1-5]。國(guó)內(nèi)外在對(duì)海陸風(fēng)環(huán)流的科學(xué)研究方面曾進(jìn)行過大量工作，例如對(duì)海風(fēng)日的識(shí)別，其中比較具有代表性的是Born等的濾波技術(shù)，他們利用地面自動(dòng)觀測(cè)站的逐時(shí)風(fēng)向風(fēng)速資料，以及探空風(fēng)資料對(duì)瑞典西海岸群島的海風(fēng)日進(jìn)行了評(píng)估性分析[6]，之后國(guó)外許多有關(guān)海風(fēng)日的研究都采用了類似的識(shí)別方法[7-8]。我國(guó)在這方面的研究相對(duì)落后，大部分海風(fēng)日數(shù)據(jù)集的建立都是在某一固定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[9-10]，因此往往會(huì)低估海風(fēng)的發(fā)生頻率，并直接影響海風(fēng)的后期研究效果。為了準(zhǔn)確地建立渤海灣西岸（天津）海風(fēng)日數(shù)據(jù)集，從而使分析海風(fēng)時(shí)空變化特征的結(jié)果更具可靠性，本文根據(jù)2008年天津地區(qū)13個(gè)地面氣象觀測(cè)站和1個(gè)海上（渤海A平臺(tái)）觀測(cè)站的逐時(shí)風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫和相對(duì)濕度等資料，以及天津市地面常規(guī)氣象觀測(cè)站6 h一次的云量和降水資料，總結(jié)出一種識(shí)別渤海灣西岸（天津）海風(fēng)日的方法，并對(duì)篩選出的海風(fēng)日進(jìn)行分析，獲得了渤海西岸（天津）海風(fēng)的時(shí)空演變特征。

2 資料和方法

2.1 站點(diǎn)分布

本文使用2008年全年天津地區(qū)14個(gè)氣象觀測(cè)站（見圖1）逐小時(shí)資料分析渤海灣西岸海風(fēng)的時(shí)空演變特征。根據(jù)不同站點(diǎn)到達(dá)海岸線的距離，將其分為4組，即：海上站（渤海A平臺(tái)），近海站（塘沽、大港、漢沽），內(nèi)陸站（寧河、津南、東麗、天津、西青、北辰、靜海、武清、寶坻）和遠(yuǎn)海站（薊縣）。其中海上的A平臺(tái)站距西部海岸線的最近距離約為80.7 km，近海站距海岸線的距離在5—10 km間；3區(qū)各站到海岸線的距離較為復(fù)雜，平均大于20 km；遠(yuǎn)海薊縣站深居內(nèi)陸，離開海岸線的距離超過100 km。

圖1 渤海西岸（天津）自動(dòng)氣象站分布

2.2 海風(fēng)日的定義

2.2.1 海風(fēng)風(fēng)向的確定

本文選取塘沽、大港和漢沽3個(gè)近海站作為陸上標(biāo)準(zhǔn)站，由于海陸間溫度差而造成的海陸風(fēng)是垂直于海岸線吹的[11-12]，所以根據(jù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站附近海岸線的走向，以垂直于海岸線的風(fēng)向?yàn)楹ｏL(fēng)建立時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)海風(fēng)風(fēng)向，考慮風(fēng)向左右擺動(dòng)可能存在的范圍，將三站具體海風(fēng)風(fēng)向的范圍定義為：塘沽站，東北至南向（NE-S）；大港站，東北至南-東南向（NE-SSE）；漢沽站，東-東南至南-東南向（ESE-SSE）。

2.2.2 海風(fēng)日的確定標(biāo)準(zhǔn)

本文基于Azorin-Molina等[13]研究海陸風(fēng)的定義標(biāo)準(zhǔn)，并參照高佳琦等[14]對(duì)海風(fēng)日篩選方法的分析結(jié)果，通過如下標(biāo)準(zhǔn)建立2008年渤海灣西岸（天津）海風(fēng)日數(shù)據(jù)集：

圖2 塘沽站典型海風(fēng)日里風(fēng)向（°），風(fēng)速（m/s），氣溫（℃）和相對(duì)濕度（%）的日變化

（1）從日出到日落，有向岸氣流出現(xiàn)，并且持續(xù)時(shí)間達(dá)到3h（含3h）以上[15]；

（2）日出以后，風(fēng)向和風(fēng)速存在明顯的改變，風(fēng)向突變角度大于40°，海風(fēng)建立以后風(fēng)向趨于穩(wěn)定的向岸風(fēng)方向；

（3）分別以大港、塘沽和漢沽站的逐時(shí)氣溫代表陸溫，海上渤海A平臺(tái)站的逐時(shí)溫度代表海溫，要求日最大陸海溫差大于0℃，即ΔTmax大于0℃；

（4）為了消除較強(qiáng)背景風(fēng)場(chǎng)的影響，要求在海風(fēng)開始前10 m處風(fēng)速小于1.5 m/s，即靜風(fēng)或弱風(fēng)狀態(tài)，而最大風(fēng)速小于10 m/s；

（5）若海風(fēng)開始前風(fēng)速較大，未滿足（4）中規(guī)定的界值，但風(fēng)向由離岸轉(zhuǎn)為向岸時(shí)突變角度大于90°，也可被定義為海風(fēng)日；

（6）海風(fēng)建立前無(wú)明顯降水現(xiàn)象出現(xiàn)，之后存在氣溫明顯減小，相對(duì)濕度明顯增加的現(xiàn)象。

當(dāng)同時(shí)滿足上述6個(gè)條件，方可被定義為海風(fēng)日。另外，因夏季夜晚渤海灣西部陸地冷卻效果較弱，導(dǎo)致陸海溫差通常不會(huì)滿足陸風(fēng)建立的要求，出現(xiàn)全天24 h都吹向岸風(fēng)的現(xiàn)象，這種情況下海風(fēng)的建立主要表現(xiàn)在風(fēng)速的變化上，所以當(dāng)全天風(fēng)向都是海風(fēng)方向時(shí)，若存在風(fēng)速明顯增強(qiáng)，并且持續(xù)時(shí)間超過3h（含3h），同樣被定義為海風(fēng)日。

根據(jù)上述選取海風(fēng)日的標(biāo)準(zhǔn)，圖2給出了塘沽站3種典型海風(fēng)日的風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫和相對(duì)濕度的日變化情況，其中箭頭表示海風(fēng)的開始時(shí)間。6月1日為海風(fēng)開始前風(fēng)速大于1.5 m/s的海風(fēng)日，該日海風(fēng)開始時(shí)，風(fēng)向突變大于90°，風(fēng)速突增，氣溫和相對(duì)濕度在海風(fēng)開始時(shí)刻分別出現(xiàn)明顯的下降及上升變化；6月17日，海風(fēng)開始前風(fēng)速小于1.5 m/s，自上午10時(shí)起風(fēng)向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，風(fēng)速明顯增大，1 h后氣溫和相對(duì)濕度發(fā)生顯著改變；7月30日是全天24 h都為向岸風(fēng)的日子，這種情況下海風(fēng)的建立主要表現(xiàn)在風(fēng)速的增強(qiáng)上，由圖可知：11時(shí)塘沽站的風(fēng)速突然增大，并持續(xù)至午后18時(shí)，該日全天24 h都符合海風(fēng)發(fā)生的標(biāo)準(zhǔn)，在海風(fēng)發(fā)展的成熟階段也是風(fēng)速日變化最大的時(shí)期，而該日氣溫和相對(duì)濕度分別隨時(shí)間呈現(xiàn)出逐漸升高和降低的走勢(shì)，兩者日變化的波動(dòng)振幅較小，這可能與全天都吹向岸風(fēng)有關(guān)。吳增茂曾在早期的海陸風(fēng)研究中指出：當(dāng)大尺度風(fēng)為向岸風(fēng)或具有向岸風(fēng)分量時(shí)，由于背景風(fēng)及它引起的平流的影響，使海風(fēng)出現(xiàn)時(shí)風(fēng)向及氣溫變化不明顯，但向岸風(fēng)分量會(huì)明顯加強(qiáng)及相對(duì)濕度亦有上升，并將這種背景條件下出現(xiàn)的中尺度海風(fēng)環(huán)流，定義為向岸風(fēng)加強(qiáng)型[15]。

3 海風(fēng)的時(shí)間變化特征

3.1 2008年各季海風(fēng)的演變特征

本文將2008年的1月、2月和12月定義為該年的冬季，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季。下文將對(duì)不同季節(jié)里渤海灣西岸（天津）海風(fēng)演變特征進(jìn)行分析。

3.1.1 各季海風(fēng)的開始和結(jié)束時(shí)間

本文參考Miao等[7]定義的海風(fēng)開始和結(jié)束時(shí)刻，對(duì)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站不同季節(jié)里海風(fēng)的開始和結(jié)束的平均時(shí)間總結(jié)見表1，由表可知：夏季海風(fēng)的開始時(shí)間最早，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，冬季則相反，這是由于夏季日出時(shí)間早，太陽(yáng)輻射強(qiáng)，啟動(dòng)海風(fēng)環(huán)流所需要的海陸溫差可以提前達(dá)到，而進(jìn)入秋冬季，中緯度地區(qū)的日照時(shí)間明顯縮短，同時(shí)隨著大陸冷高壓的建立陸地溫度急劇下降，而海洋具有熱惰性，升溫慢降溫亦慢，因此秋冬季海陸之間的溫度梯度減小，結(jié)果導(dǎo)致海風(fēng)的持續(xù)時(shí)間明顯縮短。

3.1.2 各季海風(fēng)風(fēng)速分布

早期曾有研究指出，在中緯度地區(qū)如果近地層風(fēng)速大于10 m/s，則難以生成海風(fēng)[16-17]，這是因?yàn)檫^大、過強(qiáng)的風(fēng)速會(huì)破壞觸發(fā)海風(fēng)形成的溫度梯度，因此當(dāng)有海風(fēng)發(fā)生時(shí)，近地面風(fēng)速不會(huì)太大。

表1 海風(fēng)開始和結(jié)束的平均時(shí)間（單位/h）

圖3 各季海風(fēng)風(fēng)速的頻率分布

本文對(duì)2008年3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站海風(fēng)日里海風(fēng)發(fā)生時(shí)間段內(nèi)的風(fēng)速進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，得到四季海風(fēng)風(fēng)速的頻率分布情況，見圖3：各站海風(fēng)的風(fēng)速主要集中在2—4 m/s，其中塘沽站春季最大海風(fēng)風(fēng)速可達(dá)8 m/s，春、夏、冬三季的風(fēng)速頻率最高值都出現(xiàn)在3 m/s，秋季則是2 m/s的風(fēng)速出現(xiàn)頻率最高；大港站全年的最大海風(fēng)風(fēng)速可達(dá)7 m/s，出現(xiàn)在春季，春夏季海風(fēng)風(fēng)速頻率最高值同樣為3 m/s，而秋冬季則是2 m/s；對(duì)于漢沽站，其春季的海風(fēng)風(fēng)速頻率分布較為均勻，并且四季風(fēng)速頻率的極大值分布情況與大港站一致。

3.1.3 各季海風(fēng)風(fēng)向分布

圖4為2008年3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站四季海風(fēng)日里風(fēng)向頻率的分布情況，其中不包括各個(gè)季節(jié)的靜風(fēng)頻次。圖中顯示：各站四季海風(fēng)日里，垂直于海岸線方向的向岸風(fēng)頻率明顯高于離岸風(fēng)頻率，并且夏季的發(fā)生頻率最高，冬季最低。其中塘沽站的風(fēng)向多以E-ESE方向?yàn)橹鳎撜鞠募緛碜訣SE方向的風(fēng)向頻率最高，其值約為24.1%；大港站的向岸風(fēng)方向與塘沽站相同，該站除秋季外，其他季節(jié)來自E和ESE兩個(gè)方向的風(fēng)向頻率近似相等；對(duì)于處在東部地區(qū)的漢沽站，由于該站附近的海岸線呈ENE-SSW走向，因此導(dǎo)致漢沽站四季海風(fēng)日里的風(fēng)向與前兩站有著明顯的不同，漢沽站的風(fēng)向多以SE-SSE兩個(gè)方向?yàn)橹?，特別是在夏季，東南風(fēng)的發(fā)生頻率高達(dá)27.3%，而春季出現(xiàn)頻率最高的風(fēng)向則是SSE方向，并且與前兩個(gè)測(cè)站相比，漢沽站的風(fēng)向分布最不均勻。

3.2 2008年各月海風(fēng)的演變特征

3.2.1 海風(fēng)日的發(fā)生頻率

根據(jù)2.2中海風(fēng)日的定義，表2列出了2008年3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站各月海風(fēng)的發(fā)生日數(shù)，由表可知：全年大港站的海風(fēng)發(fā)生日數(shù)最多，其發(fā)生頻率達(dá)31.0%，塘沽站次之，漢沽站最低，這主要是因漢沽站距離海岸線最遠(yuǎn)，受內(nèi)陸氣候影響較大，并且海岸線向內(nèi)凹陷，曲折度大，海域面積較小，使得該站向岸風(fēng)的方向角范圍明顯比其他兩站小。從各月海風(fēng)的發(fā)生日數(shù)可知，各站出現(xiàn)海風(fēng)頻率最高的月份均集中在夏季，而冬季月份則是出現(xiàn)海風(fēng)日數(shù)最少的時(shí)期，其中塘沽站在6月份的海風(fēng)發(fā)生頻率高達(dá)70.0%。

圖4 四季海風(fēng)日里風(fēng)向頻率的分布

3.2.2 日最高溫和最大海風(fēng)風(fēng)速的發(fā)生時(shí)間

本研究在對(duì)2008年全年3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站的海風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在午后的14—15時(shí)為海風(fēng)發(fā)展最旺盛時(shí)期，此時(shí)海風(fēng)的風(fēng)速達(dá)到最大，我們將海風(fēng)風(fēng)速的最大值定義為海風(fēng)強(qiáng)度，表3為3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)站各月日最高溫和海風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)的平均時(shí)間分布情況。

由表可得：距離海岸線最近的塘沽站，在3—8月間海風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)的時(shí)間明顯滯后日最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間，秋冬季月份則相反，這可能是因海風(fēng)的出現(xiàn)引起局地氣溫降低、濕度升高，隨其強(qiáng)度的不斷增大，來自海洋上空的冷濕空氣有效地抑制了局地最高溫度的升高；而在秋冬季，陸上空氣干而冷，海洋上氣溫相對(duì)較高，一旦有海風(fēng)建立，海岸附近的溫度反而會(huì)升高，這種效應(yīng)在沿海地區(qū)的冬季最為明顯，這也是沿海地區(qū)具有“冬暖夏涼”氣候特征的原因之一。這種現(xiàn)象在距離海岸線稍遠(yuǎn)一些的大港站表現(xiàn)得不是很明顯，但總體趨勢(shì)基本一致。對(duì)于處在東部地區(qū)的漢沽站，除12月以外，海風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)的時(shí)刻在全年中其他月都滯后日最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)刻，這是因?yàn)闈h沽站距離海岸線最遠(yuǎn)，受大陸空氣影響較大，加之海風(fēng)傳播到此也需一定的時(shí)間，所以該站日最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)刻明顯提前。

表2 標(biāo)準(zhǔn)站逐月海風(fēng)日的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（單位/d）

表3 日最高溫和海風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)的平均時(shí)間（單位/h）

3.2.3 海風(fēng)強(qiáng)度和最大陸海溫差的月變化

圖5 2008年海風(fēng)日里(a)海風(fēng)強(qiáng)度（m/s）；(b)最大陸海溫差（℃）的月變化

圖5為各站海風(fēng)強(qiáng)度（Vmax）和最大陸海溫差（ΔTmax）的月變化，由圖可知：在2—9月間塘沽站的海風(fēng)強(qiáng)度最大，漢沽站次之，大港站最弱，其中塘沽、漢沽兩站5—6月的海風(fēng)強(qiáng)度相等，塘沽站海風(fēng)強(qiáng)度的最大值出現(xiàn)在3月，大港和漢沽站則在6月。夏季月份各站海風(fēng)強(qiáng)度總體呈遞減趨勢(shì)，9月三站的海風(fēng)強(qiáng)度均存在一個(gè)次高值，并且是塘沽站＞漢沽站＞大港站，這是因?yàn)樵诖恨D(zhuǎn)夏和秋轉(zhuǎn)冬的月份里，冷暖空氣交替頻繁，大氣層結(jié)穩(wěn)定度降低，從而增強(qiáng)了海風(fēng)的擾動(dòng)，使其強(qiáng)度增大。從圖5b中可以看到：塘沽、大港和漢沽三站ΔTmax的極大值都出現(xiàn)在5月，遲于塘沽站海風(fēng)強(qiáng)度最大值出現(xiàn)的時(shí)間，但比另外兩站提前，6—8月各站Vmax和ΔTmax的變化均呈遞減走勢(shì)，ΔTmax的谷值出現(xiàn)在冬季月份，而峰值則發(fā)生在春季，這表明海陸之間的熱力差異不但是海風(fēng)建立的必備條件之一，也直接影響著海風(fēng)強(qiáng)度的大小。

3.3 2008年典型海風(fēng)日的變化特征

圖6 2008年6月20日13個(gè)測(cè)站風(fēng)矢量圖

由于海風(fēng)是以日變化為周期的地方性風(fēng)系，所以分析海風(fēng)發(fā)生前后各主要?dú)庀笠氐淖兓?，?duì)預(yù)測(cè)海風(fēng)的建立具有十分重要的意義。本文選取2008年6月20日這一典型海風(fēng)日進(jìn)行分析。圖6為2008年6月20日13個(gè)測(cè)站的風(fēng)矢量圖，從圖中可以看到各站在00—09時(shí)都以西或西南風(fēng)為主，并且風(fēng)速較小，到09時(shí)漢沽站的風(fēng)向首先發(fā)生突變，由西南風(fēng)轉(zhuǎn)為南-東南向的向岸氣流，之后風(fēng)速逐漸增大，風(fēng)向基本穩(wěn)定在海風(fēng)方向；寧河和大港站幾乎與漢沽站同時(shí)出現(xiàn)海風(fēng)，風(fēng)向角度突變明顯，風(fēng)速顯著增強(qiáng)，塘沽站自10時(shí)起風(fēng)向開始發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，12時(shí)開始出現(xiàn)南-東南方向的海風(fēng)，隨其發(fā)展，風(fēng)速不斷增強(qiáng)，風(fēng)向基本穩(wěn)定在向岸風(fēng)方向；津南和東麗站的海風(fēng)開始時(shí)間是在下午的14時(shí)，而位于更遠(yuǎn)的天津和西青站海風(fēng)的建立時(shí)間則更晚，海風(fēng)傳播到寶坻站已經(jīng)是18時(shí)，并且持續(xù)時(shí)間很短。

圖7為2008年6月20日溫濕度的日變化圖，其中近海站選取塘沽站為代表。圖中顯示：各站溫濕度的日變化呈很好的反位相波動(dòng)，均表現(xiàn)出“一峰一谷”的變化形勢(shì)。對(duì)于靠近海岸的塘沽站，其溫濕度的日變化振幅明顯小于其他內(nèi)陸站，這是因?yàn)樵撜臼芎Ｑ罂諝庥绊戄^大，來自海洋上空濕而冷的氣流有效地抑制了近海站日最高溫度的上升，而到了夜晚海洋輻射降溫弱，導(dǎo)致沿海附近的氣溫不會(huì)降的過低。日出以后，隨著太陽(yáng)輻射的增強(qiáng)，各站氣溫開始穩(wěn)步上升，濕度逐漸下降，大約在午后15時(shí)塘沽站的氣溫驟降，相對(duì)濕度突增，這比局地海風(fēng)開始的時(shí)間滯后3h；津南和東麗站的溫濕度變化幾乎與海風(fēng)的建立時(shí)間相同；天津站溫濕度的變化發(fā)生在15時(shí)，溫度減小1.8℃，相對(duì)濕度增加12.0%，是所有站中溫濕度變化最顯著的；再向內(nèi)陸的西青和北辰站，溫濕度的變化發(fā)生在16時(shí)，靜海、武清和寶坻站則出現(xiàn)在17時(shí)，均與各站海風(fēng)的開始時(shí)間一致。

表4 內(nèi)陸站逐月海風(fēng)日的統(tǒng)計(jì)結(jié)果（單位/d）

圖7 2008年6月20日9個(gè)測(cè)站氣溫（℃）和相對(duì)濕度（%）的日變化圖

4 2008年渤海灣西岸海風(fēng)的空間演變特征

4.1 海風(fēng)向內(nèi)陸的傳播距離

為了分析海風(fēng)發(fā)生后向內(nèi)陸的傳播情況，本文根據(jù)9個(gè)內(nèi)陸站和1個(gè)遠(yuǎn)海站所處的具體地理位置，統(tǒng)計(jì)得出各站向岸風(fēng)的角度范圍。表4為9個(gè)內(nèi)陸站2008年各月的海風(fēng)出現(xiàn)日數(shù)，其中遠(yuǎn)海的薊縣站全年未觀測(cè)到海風(fēng)的出現(xiàn)。

由表4可知：除寧河和靜海站外，其他各站隨距海岸線距離的增加，海風(fēng)的發(fā)生總?cè)諗?shù)逐漸減少，其中距離海岸線30 km以內(nèi)的測(cè)站，海風(fēng)的發(fā)生頻率超過50.0%，而海風(fēng)向內(nèi)陸延伸距離超過70 km的概率僅為7.0%；對(duì)于處在城區(qū)的天津站，其全年僅有32天為海風(fēng)日，海風(fēng)的發(fā)生頻率在距海岸線55 km以遠(yuǎn)的靜海站有所增加，這可能是因?yàn)樵撜鞠虬稓饬鞯姆轿唤潜容^寬闊，當(dāng)近海岸的塘沽或大港站有海風(fēng)發(fā)生時(shí)，都可能傳播到此處。從各月海風(fēng)的發(fā)生頻率來看，5—6月各站海風(fēng)的發(fā)生總?cè)諗?shù)顯著增加，并且6月是海風(fēng)發(fā)生頻率最高的時(shí)期，其中津南和東麗兩站，6月海風(fēng)發(fā)生總?cè)諗?shù)分別為近海塘沽站該月海風(fēng)發(fā)生總?cè)諗?shù)的90.5%和80.0%，表明海岸帶附近出現(xiàn)的海風(fēng)大部分都可向內(nèi)陸傳播至25 km左右處；7—8月，各站海風(fēng)的發(fā)生日數(shù)明顯減少，特別是在天津站及其周邊的西青、北辰和武清站，這可能與城市熱島環(huán)流的形成有關(guān)。黃利萍等[18]曾在分析天津地區(qū)夏季城市熱島的時(shí)空變化特征時(shí)，統(tǒng)計(jì)得出天津地區(qū)白天的熱島強(qiáng)度8月份最大，而由城市熱島效應(yīng)所產(chǎn)生的較強(qiáng)“城市風(fēng)”阻礙了海風(fēng)的西伸，結(jié)果導(dǎo)致城市站及其周圍測(cè)站海風(fēng)發(fā)生頻率大大降低。

4.2 內(nèi)陸站海風(fēng)的盛行時(shí)間

海風(fēng)向內(nèi)陸的傳播需要一定的時(shí)間，并且因內(nèi)陸下墊面性質(zhì)的改變使得海風(fēng)強(qiáng)度有所減弱，所以不同測(cè)站海風(fēng)的盛行時(shí)間也存在很大差異。

圖8是對(duì)2008年全年各站海風(fēng)日里海風(fēng)出現(xiàn)時(shí)刻的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從圖中可以明顯地看出：各內(nèi)陸站的海風(fēng)發(fā)生時(shí)間在午后時(shí)刻出現(xiàn)頻率較高，對(duì)于距離海岸線較近的津南和東麗站，其海風(fēng)的盛行時(shí)間出現(xiàn)在12—20時(shí)，再向內(nèi)陸的天津、北辰和西青三站，海風(fēng)發(fā)生頻率最多的時(shí)刻都在17時(shí)，各內(nèi)陸測(cè)站中寶坻站的海風(fēng)盛行時(shí)間最短；另外，在23—08時(shí)各站的海風(fēng)發(fā)生頻率都很低，特別是在凌晨，其出現(xiàn)的時(shí)間概率接近0，但是對(duì)于一些相對(duì)距離海岸較近的內(nèi)陸站，凌晨或是午夜仍有海風(fēng)發(fā)生，這可能是由于夏季夜晚，近海站出現(xiàn)的短時(shí)海風(fēng)向內(nèi)陸延伸到此所致。

4.3 海風(fēng)強(qiáng)度的空間變化特征

當(dāng)海風(fēng)深入內(nèi)陸時(shí)，由于下墊面性質(zhì)的改變，其強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。一般來說隨著傳播距離的增加風(fēng)速應(yīng)減弱，但是在有的測(cè)站風(fēng)速反而會(huì)有所增強(qiáng)，例如，當(dāng)內(nèi)陸存在較大水體時(shí)，產(chǎn)生的湖風(fēng)與海風(fēng)的疊加就會(huì)使向內(nèi)陸傳播的海風(fēng)風(fēng)速增大；也有研究指出，隨著沿海城市的發(fā)展，所產(chǎn)生的城市熱島效應(yīng)在白天增大了海陸之間的熱力差異，進(jìn)而增大海風(fēng)的強(qiáng)度[19]。

圖9為2008年全年各站公共海風(fēng)日里海風(fēng)強(qiáng)度的分布情況，分析結(jié)果表明：海風(fēng)強(qiáng)度的總體空間分布形勢(shì)表現(xiàn)為近海站大于遠(yuǎn)海站，近郊站強(qiáng)于城市站的特點(diǎn)。海風(fēng)強(qiáng)度最大值出現(xiàn)在距離海岸線最近的塘沽站，約為5.9 m/s，位于西南部的大港站海風(fēng)強(qiáng)度較弱，隨著海風(fēng)向內(nèi)陸的深入，在寧河和津南兩站海風(fēng)的最大風(fēng)速又有所增強(qiáng)，從津南站起，經(jīng)由東麗、天津，直到北辰站，海風(fēng)強(qiáng)度逐站遞減，但在天津站西部的西青站和北部的武清站，海風(fēng)強(qiáng)度又出現(xiàn)了明顯的增強(qiáng)，特別是在西青站，最大海風(fēng)風(fēng)速達(dá)5.5 m/s，這可能與海陸之間的溫度差有關(guān)。天津地區(qū)春夏季白天，氣溫總體呈現(xiàn)自東部沿海站向西部?jī)?nèi)陸站遞增，秋冬季則呈自東北遠(yuǎn)郊站向西南近郊站遞增的趨勢(shì)，2008年四季的高溫中心均位于西青站附近（圖略），使得該處與海洋之間的溫度梯度增大，同時(shí)由于城市熱島效應(yīng)所產(chǎn)生的“城市風(fēng)”在近地面從城市四周向市中心輻合，在城市上空又出現(xiàn)從市中心向四周輻散，低層的輻合氣流與來自海洋方向的海風(fēng)疊加，結(jié)果導(dǎo)致城市周圍測(cè)站的海風(fēng)強(qiáng)度增強(qiáng)。

圖8 內(nèi)陸站海風(fēng)盛行時(shí)間的頻率分布

圖9 天津地區(qū)海風(fēng)強(qiáng)度/（m/s）的空間分布

5 結(jié)論

（1）2008年渤海灣西岸（天津）海風(fēng)發(fā)生頻率存在明顯的季節(jié)差異，各測(cè)站春夏季海風(fēng)的發(fā)生頻率較高,冬季最少；

（2）各季海風(fēng)的開始、結(jié)束和持續(xù)時(shí)間不同，夏季海風(fēng)開始時(shí)間最早，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，近海三站海風(fēng)的盛行時(shí)間平均集中在12—20時(shí)，并且春夏季海風(fēng)強(qiáng)度出現(xiàn)的時(shí)間明顯滯后日最高氣溫出現(xiàn)的時(shí)間，而秋冬季則相反；

（3）近海站海風(fēng)風(fēng)速的頻率分布存在明顯的季節(jié)差異，全年大港站的海風(fēng)強(qiáng)度最弱，塘沽站最強(qiáng)，春季各站海風(fēng)強(qiáng)度最強(qiáng)，秋冬季海風(fēng)強(qiáng)度較弱；

（5）近海站各季海風(fēng)日里風(fēng)向頻率的分布差異較小，塘沽和大港站的風(fēng)向分布以東和東-東南方向?yàn)橹?，漢沽站海風(fēng)日的風(fēng)向頻率則集中在東南和南-東南兩個(gè)方向；

（6）內(nèi)陸站海風(fēng)發(fā)生頻率隨著測(cè)站到海岸線距離的增加而逐漸減小，并且春夏季發(fā)生頻率較高，秋冬季較低；內(nèi)陸站海風(fēng)強(qiáng)度的空間分布呈現(xiàn)出近海站高于遠(yuǎn)海站，近郊站強(qiáng)于城市站的特點(diǎn)。

另外，本文僅使用了2008年一年的逐時(shí)資料對(duì)渤海西岸的海風(fēng)時(shí)空演變特征進(jìn)行研究，存在一定的局限性，但對(duì)未來進(jìn)一步分析渤海西岸海陸風(fēng)氣候特征具有一定的參考價(jià)值。

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